POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS 175 LMENIT DAN HEAD 10 M

  

POMPA SENTRIFUGAL

DENGAN KAPASITAS 175 L/MENIT DAN HEAD 10 M

Tugas Akhir

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana S-1

  Jurusan Teknik Mesin Disusun oleh :

  ARIE YUNIARDY NIM : 025214117

  PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2006

  

CENTRIFUGAL PUMP

WITH CAPACITIES OF 175 L/MINUTE AND HEAD 10 M

Final Project

  as Partial Fulfilment of Requirements to Obtain the Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering by :

  ARIE YUNIARDY Student Number : 025214117

  MECHANICHAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICHAL ENGINEERING DEPARTMENT ENGINEERING FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2006

  

TUGAS AKHIR

POMPA SENTRIFUGAL

DENGAN KAPASITAS 175 L/MENIT DAN HEAD 10 M

  Disusun oleh : ARIE YUNIARDY

  NIM : 025214117 Telah Disetujui Oleh :

  Pembimbing I ( Yosef Agung Cahyanta S.T., M.T.) Tanggal : 16 Desember 2006

  

TUGAS AKHIR

POMPA SENTRIFUGAL

DENGAN KAPASITAS 175 L/MENIT DAN HEAD 10 M

  yang dipersiapkan dan disusun oleh : ARIE YUNIARDY

  NIM : 025214117 Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji pada tanggal 30 November 2006 dan dinyatakan telah lulus memenuhi syarat

  Susunan Panitia Penguji : Ketua : Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. ( …………………….. ) Sekretaris : Ir. FX. Agus Unggul Santoso ( …………………….. ) Anggota : Yosef Agung Cahyanta S.T., M.T. ( …………………….. )

  Yogyakarta, Desember 2006 Fakultas Teknik

  Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

  Dekan ( Ir. Gregorius Heliarko, S.J., S.S., B.S.T., M.A., Msc. )

  

PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, 16 Desember 2006 ( Arie Yuniardy )

  

INTISARI

  Pompa adalah suatu peralatan yang digunakan untuk memindahkan fluida cair dari suatu tempat ke tempat yang lainnya. Pada dasarnya pompa sentrifugal terdiri dari satu impeler atau lebih yang dilengkapi dengan sudu – sudu , yang dipasangkan pada poros yang berputar dan diselubungi oleh sebuah rumah pompa.

  Pada perancangan ini jenis pompa yang digunakan adalah jenis pompa sentrifugal satu tingkat dengan kapasitas 175 L/menit dan head pemompaan 10 meter. Jenis impeler yang digunakan adalah impeler tertutup yang terbuat dari bahan besi cor dan jumlah sudu sebanyak lima buah. Jenis rumah pompa yang digunakan adalah jenis rumah keong (volut casing). Untuk mengimbangi gaya aksial digunakan sudu belakang, sedangkan untuk menahan gaya aksial digunakan bantalan bola alur dalam jenis terbuka.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas bimbingan dan karunia -Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS 175 L/MENIT DAN HEAD 10 M”.

  Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang wajib ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta .

  Dari hati yang paling dalam dan dengan sepenuh hati yang tulus Penulis menghaturkan rasa terima kasih kepada :

  1. Bapak Ir. Greg. Heliarko, SJ., B.ST., MA., MSc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma.

  2. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin U niversitas Sanata Dharma.

  3. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing Tugas Akhir.

  4. Segenap Dosen di jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sanata Dha rma yang telah membantu Penulis dengan pengetahuan ya ng anda berikan sangat membantu dalam penyelesaian tugas ini.

  5. Segenap staf dan karyawan sekretariat Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang juga telah membantu P enulis.

  6. Bapak dan Ibu penulis yang selalu mendo’akan dan memberikan segala sesuatunya kepada penulis.

  7. Ignatius Sunu Gunawanto, terima kasih atas segala bantuan dan informasi yang telah diberikan.

  Akhirnya Penulis menyadari bahwa “ Tiada Gading Yang Tak Retak”, begitu pula dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan disana sini. Oleh karena itu segala saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan naskah ini sangat Penulis harapkan.

  Yogyakarta , 16 Desember 2006 ( Arie Yuniardy )

  

DAFTAR ISI

  Halaman Judul ..…………..………………………………………………… i Halaman Persetujuan ..…………....………………………………………… ii Halaman Pengesahan ..…………..……………………………………..…… iii Halaman Pernyataan ..…………..…………………………...............……… iv Intisari ..…………..…………………….............…………………………… v Kata Pengantar ..…………..………………………………………………… vi Daftar Isi ..…………..……………………….................................………… viii Daftar Gambar ..…………..………………………………………………… xiii Daftar Tabel ..…………..………………………………………………...…. xv Daftar Lampiran ..…………..…………………………......................……… xvi Arti Lambang Dan Singkatan ..…………..………………………….……… xvii

  BAB I PENDAHULUAN 1.1. Tinjauan Umum ………………………..………………….......

  1

  1.2 Klasifikasi Pompa ……………………..………………………

  1

  1.3 Tujuan Perancangan ……..……………..…………………....... 11

  1.4 Batasan Masalah ..…………..………………………………… 11

  BAB II PERANCANGAN POMPA

  2.1 Perancangan Pompa .………………………………………….. 12

  2.2 Penentuan Jenis Pompa …………….…………………………. 12

  2.3 Penentuan Jumlah Tingkat Pompa ………………….………… 13 2.3. 1 Kecepatan Spesifik …………………………………...... 13

  2.4 Perhitungan Daya Pompa …………………………………….. 15

  3.4 Segitiga Kecepatan (Triangle Velocity) ..…………..….……… 35

  4.5 Lebar Laluan ..…………..……………………………………… 49

  4.4 Tebal Sudu ..………..……………………………………...…… 48

  4.3 Pelukisan Sudu ..…………..………………………………….… 45

  4.2 Pemilihan Bentuk Sudu ..…………..…………………………… 45

  4.1 Bentuk Sudu …………………………………………................. 44

  BAB IV PERANCANGAN SUDU

  3.4.2 Segitiga Kecepatan Pada Sisi Keluar Impeler ..…...…… 38

  3.4.1 Segitiga Kecepatan Pada Sisi Masuk Impeler .....……… 37

  3.3 Penentuan Jumlah Sudu ..…….……..………………………… 33

  BAB III PERANCANGAN IMPELER

  3.2.7 Lebar Sisi Keluar Impeler ..…………..………………… 32

  3.2.6 Diameter Sisi Keluar Impele r ..………..…..…………… 31

  3.2.5 Lebar Impeler Sisi Masuk ..…………..………………… 29

  3.2.4 Diameter Sisi Masuk Impeler ..……..……..…………… 29

  3.2.3 Diameter Mata Impeler ..…………..…………………… 27

  3.2.2 Diameter Hub ..………..………………………………... 26

  3.2 Perhitungan Ukuran Utama Impeler …...……………………... 21 3. 2.1 Perhitungan Diameter Poros …...…………..…………... 22

  3.1 Tinjauan Umum …...………………………………….............. 17

  4.6 Pemilihan Bahan Impeler ..…………..…………………………. 52

  BAB V PERANCANGAN RUMAH POMPA

  5.1 Dasar Perancangan ..…………..………………………………... 53

  5.2 Perancangan Rumah Pompa ..…………..……………………… 54

  5.3 Nossel Buang (Dhischarge Nozzle) ..…………..………………. 58

  5.4 Pemilihan Bahan Rumah Pompa ..…………..…………………. 59

  BAB VI PERANCANGAN POROS DAN PASAK

  6.1 Macam-Macam Poros …….……………………………………. 61

  6.2 Perhitungan Beban …..…………………………………............. 62

  6.2.1 Gaya Radial Oleh Impeler ..…………..…………………. 62

  6.3 Bobot Impeler ..…………..………………………………..…… 63

  6.4 Perhitungan Momen Poros ..…………..………………………... 66

  6.4.1 Perhitungan Defleksi Puntiran ..…………..……………... 68

  6.4.2 Defleksi Lenturan Poros ..…………...........……………... 68

  6.4.3 Putaran Kritis ..…………..………………………………. 69

  6.5 Macam-Macam Pasak ..…………..…………………………….. 71

  6.6 Tata Perencanaan Pasak ..…………..…………………………... 72

  6.6.1 Gaya tangensial ..…………..……………………………. 72

  6.6.2 Gaya Geser ..…………..………………………………… 73

  6.6.3 Teka nan Permukaan ..…………..……………………….. 74

  BAB VII PERHITUNGAN BANTALAN

  8.5.1 Perhitungan Kopling ..…………..…………………...…… 95

  ) ..…...…… 111

  L

  9.2.1 Daya Kuda Fluida (f.hp ) ..…………..………………….… 110 9.2.2 Daya Kuda Untuk Mengatasi Kebocoran (hp.

  9.2 Karakteritik Pompa Hubungan Kapasitas Dengan Daya Dan Efisiensi ..…………..………………………….................……… 110

  9.1.3 Head Aktual (H act ) ..…………..……………………..…… 103

  9.1.2 Head Teoritis ..…………..…………………………...…… 102

  9.1.1 Head Eulers ..…………..……………………….………… 101

  9.1 Karakteristik Pompa Hub Kapasitas Dengan Head ..……….….. 101

  BAB IX KARAKTERISTIK POMPA DAN KAV ITASI

  8.5 Kopling ..…………..………………………………….………… 94

  7.1 Klasifikasi Bantalan ..…………..………………………………. 76

  8.4 Baut Dan Mur Rumah Pompa ..…………..…………..………… 92

  8.3 Pemancingan (Priming) ..…………..……………………...…… 91

  8.2 Cincin Penahan Keausan ..…………..………………..………… 90

  8.1 Kotak Paking (Stuffing Box) ..…………..…………...………… 87

  BAB VIII ELEMEN PENDUKUNG

  7.3 Umur Nominal Bantalan ..…………..………………………...… 82

  7.2.2 Me ngkompensir Gaya Aksial Dengan Sudu Belakang ... 81

  7.2.1 Mengkompensir Dengan Lubang Pengimbang ..…..…… 80

  7.2 Gaya Aksial ..………..……………………………..………...… 77

  9.2.3 Daya Kuda Untuk Mengatasi Gesekan Cakera (hp. DF ) ….. 112

  9.2.4 Daya Kuda Untuk Mengatasi Kerugian Hidrolis (hp. ) .... 113

  HY

  9.2.5 Daya Kuda Untuk Mengatasi Kerugian Mekanis (hp. M ) .... 114

  9.2.6 Daya Kuda Rem (b.hp) ..…………..…………………...… 114

  9.2.7 Efisiensi Pompa ..…………..………………………..…… 114

  9.3 Kavitasi ..…………..…………………………………………… 116

  9.3.1 NPSH Yang Tersedia (h ) ..…………..……………..…… 117

  

sv

  9.3.2 NPSH Yang Diperlukan (H svN ) ..…………..……………… 118

  BAB X KESIMPULAN DAN PENUTUP

  10.1 Kesimpulan ..…………..………………………………………............. 121

  10.2 Penutup ..…………..…………………………………………...……… 123 Daftar Pustaka ..…………..……………………...……………...……... 124 Lampiran ..…………..……………………...………........……...……... 125

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Klasifikasi Pompa Dinamis ..…………..……………………....

  3 Gambar 1.2 Klasifikasi Pompa Displacement ..…………..…………...……

  4 Gambar 1.3 Pompa Sentrifugal ..…………..…………………………..…….

  5 Gambar 1.4 Pompa Aliran Campur Mendatar ..………………………..……

  6 Gambar 1.5 Pompa Aliran Aksial Mendatar ..…………..…………...………

  7 Gambar 1.6 Pompa Satu Tingkat (Single Stage Pump ) ..……………………

  7 Gambar 1.7 Pompa Bertingkat Banyak (Multi Stage Pumps) ..…………......

  8 Gambar 1.8 Pompa Difuser ..…………..……………………………………. 10

Gambar 2.1 Penentuan Jenis Pompa ..…………..………………...………… 13Gambar 2.2 Efisiensi Pompa ..…………..………………………………..…. 15Gambar 3.1 Impeler Radial Dan Impeler Francis ..…………..……...……… 18Gambar 3.2 Impeler jenis Aliran Campur Dan Propeler ..…………..……… 19Gambar 3.3 Jenis-Jenis Impeler ..…………..……………………………….. 20Gambar 3.4 Bentuk Ukuran Impeler ..…………..……………...…………… 21Gambar 3.5 Kecepatan Fluida Masuk Pada Mulut Isap ..…………...……… 28Gambar 3.6 Harga Koefisien Tinggi Tekan Overall, F ..…………..…..…… 31Gambar 3.7 Segitiga Kecepatan Fluida ..…………..………………..……… 36Gambar 3.8 Segitiga Kecepatan Masuk Fluida ..…………..………...……… 37Gambar 3.9 Segitiga Kecepatan Keluar Fluida ..…………..………...……… 43Gambar 4.1 Metode Arkus Tangen ..…………..…………………….……… 46Gambar 4.2 Bentuk Sudu Impeler ..…………..………………………..…… 51Gambar 5.1 Rumah Pompa ..…………..……………………………………. 54Gambar 5.2 Penampang Rumah Volut ..…………..………………...……… 60Gambar 6.1 Jarak Pembebanan Poros ..…………..………………….……… 66Gambar 6.2 Diagram Momen Lentur ..…………..…………………..……… 67Gambar 6.3 Spline ..…………..…………………………………….………. 71Gambar 6.4 Gerigi ..…………..…………………………………….………. 71Gambar 6.5 Macam-Macam Pasak ..…………..……………………….…… 72Gambar 6.6 Gaya Geser Pasak ..…………..………………………...………. 72Gambar 7.1 Gaya Geser Aksial ..…………..………………………….……. 77Gambar 7.2 Mengkompensir Dengan Lubang Pengimbang ..………….....… 81Gambar 7.3 Mengkompensir Dengan Sudu-Sudu Belakang ..…………....… 81Gambar 8.1 Kotak Paking ..…………..………………………………..……. 87Gambar 8.2 Cincin Penahan Keausan ..…………..………………….……… 91Gambar 9.1 Karakteristik Pompa Hubungan Antara Kapasitas Dengan

  Head ..…………..………………………………………………. 109

Gambar 9.2 Karakteristik Pompa Hubungan Antara Kapasitas Dengan Daya

  Dan Efisiensi ..…………..……………………………..………. 116

Gambar 9.3 Hubungan Antara Koefisien Kavitasi Dengan Kecepatan

  Spesifik ..…………..………………………………………..…. 119

  

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Penentuan Jenis Pasak ..…………..……………………………… 25Tabel 3.2 Penentuan Ukuran Poros ..…………..………………………….… 26Tabel 4.1 Jari – Jari Kelengkungan Busur ..…………..………………..…… 47Tabel 4.2 Tebal Kelengkungan Sudu ..…………..………………….………. 49Tabel 4.3 Lebar Laluan ..…………..……………………………………...… 50Tabel 5.1 Hasil Perhitungan Rumah Keong ..…………..……………...…… 57Tabel 6.1 Panjang Tiap Bagian Sudu ..…………..……………………….…. 65Tabel 9.1 Hubungan Antara Kapasitas Dengan Head ..…………..………… 109Tabel 9.2 Hubungan Antara Kapasitas Dengan Daya Dan Efisiensi ..…….... 115

DAFTAR LAMPIRAN

Tabel 4.4 Pemilihan Bahan Impeler Dan Rumah Pompa ..…………..…..…. 126Gambar 6.1 Koefisien Eksperimental ..………..……………………………. 126Tabel 7.1 Bantalan Bola Alur Dalam ..…………..……………………….…. 127Tabel 7.2 Faktor-faktor V, X, Y dan X , Y ..…………..……………………. 127Tabel 8.1 Ukuran Baut Dan Mur Rumah Pompa ..…………..…………..…. 128Tabel 8.2 Tegangan Kontak Ijin (q a ) ..…………..……………………….…. 130Tabel 8.3 Ukuran Standar Kopling Flens ..…………..…………………..…. 131Tabel 8.4 Bahan Untuk Flens dan Baut Kopling Flens ..…………..…….…. 132

ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN

  

Lambang Keterangan Satuan

  3 Q Kapasitas Pompa m /s H Head Pompa

  m

  n Putaran Motor rpm

  Kecepatan Spesifik

  n s

  rpm

  

Pv Daya Kuda Air watt

  3 ? Kerapatan Air kg/m

  2

g Kecepatan Gravitasi m/s

P Daya Motor

  kW

  

D Diameter Sisi Masuk Impeler mm

  1 Diameter Sisi Keluar Impeler D

  mm

  2 Diameter Hub D

  mm

  h

  Lebar Sisi Masuk

  b

  mm

  1 Lebar Sisi Keluar b

  mm

  2 Diameter Poros d s

  mm

  T Momen Puntir kg.mm

P Daya R encana kW

d

  Faktor Koreksi

• f

  c

  2 τ

  Tegangan Geser Poros kg/mm Diameter Mata Impeler

  D

  mm

  3 Kapasitas Total Q

  m /s

  tz

  Kecepatan Masuk Fluida

  c

  m/s

  

Vr Kecepatan Radial Sisi Masuk m/s

  1 ε ₁

• Faktor Kontraksi

  φ

  Koefisien Harga Overall - Kecepatan Radia l Sisi Keluar

  Vr

  m/s

  2

u Kecepatan Keliling m/s

  1 Sudut Sisi Masuk Sudu ° β ₁ β ₂ Sudut Sisi Keluar Sudu °

• z Jumlah Sudu Sudut Sudu Rata -Rata °

  β _m

C Kecepatan Absolut Fluida m/s

W Kecepatan Relatif Fluida m/s

  ρ

  Jari-Jari Kelengkungan Sudu mm

  t Tebal Sudu

  mm Jari-Jari Lidah Casing

  r

  mm

  3

  b

  mm

3 Lebar Celah Volut

  F r

  Gaya Radial Impeler kg

  K r

  Koefisien Eksperimental

• L Panjang Sudu mm

  G

  P T

  

C Diameter Naf mm

θ

  

1 Jarak Antara Penekan Paking mm

A Diameter Luar Koplin g mm

B Diameter Pusat Baut mm

  

h Panjang Paking mm

h

  mm

  3 Faktor Bantalan Dengan Kondisi Kerja Normal -

Ln Keandalan Umur jam

s Tebal Paking

  

2 Faktor Bantalan Dengan Melihat Jenis Bahan -

a

  

1 Faktor Keandalan -

a

  

Lh Umur Nominal jam

a

  

C Kapasitas Dinamis Spesifik kg

Co Kapasitas Statis Spesifik kg Pr Beban Ekuivalen Dinamis Radial kg

P Beban Ekuivalen Dinamis Aksial kg

fn Faktor Kecepatan - fh Faktor Umur Bantalan -

  2

d Diameter Dalam Bantalan mm

D Diameter Luar Bantalan mm

B Lebar Bantalan mm

r Radius Bantalan mm

  Tekanan Fluida Didepan Impeler kg/m

  2 P

  Tekanan Fluida Diluar Impeler kg/m

  mm

  Modulus Kekakuan kg/mm

  h Tebal Pasak

  Lebar Pasak mm

  2 Lk Panjang Pasak Aktif mm b

  Defleksi Puntiran °

  2 Pa

  Tegangan Geser Yang Diijinkan Untuk Pasak kg/mm

  t1 Kedalaman Alur Pasak - t2 Kedalaman Alur Pasak Pada Naf - T ka

  Faktor Keamanan -

  

Nc Putaran K ritis rpm

S fk

  kg

  

2 Jarak Titik Pembebanan Terhadap Bantalan B mm

W Berat

  1 Jarak T itik Pembebanan Terhadap Bantalan A mm l

  2

l Panjang Poros Total mm

y Kekakuan Poros Terhadap Lenturan - l

  Tekanan Permukaan Yang Diijinkan Untuk Pasak kg/mm

  

a Diameter Baut mm

• n Jumlah Baut Head Euler ’s

  H

  m

  ε Ht Head Teoritis

  m Koefisien Sirkulasi Aliran

• ∞

  η

  H act Head Aktual

  m

  

H kerugian Hidrolis m

h

  

H Kerugian Gesekan m

FD

  

Hs Kerugian Kejut Dan Turbulensi m

b.hp Daya Kuda Rem hp

f.hp Daya Kuda Fluida hp

hp.l Daya Kuda Untuk Mengatasi Kebocoran hp

hp. Daya Kuda Untuk mengatasi Gesekan Cakera hp

  DF

  Daya Kuda Untuk Mengatasi Rugi-Rugi

  hp. DY

  hp Hidrolik Daya Kuda Untuk Mengatasi Rugi-Rugi

  hp. M

  hp Mekanis

  

h NPSH Yang Tersedia m

sv

  2

p a Tekanan Atmosfir kgf/m

  2

p Tekanan Uap Jenuh kgf/m

v

h ls Kerugian Head Dalam Saluran Isap m

H svN NPSH Yang Diperlukan m

  Koefisien Kavitasi Thoma

• H Head Total Pompa Pada Efisiensi Maksimum m

  σ

  N

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Tinjauan Umum

  Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain. Pada dasarnya suatu fluida cair dapat mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan yang lebih rendah secara alami.

  Pada keadaan tertentu diperlukan pemindahan suatu fluida dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi. Untuk dapat memindahkan fluida tersebut diperlukan sebuah pompa yang berfungsi untuk membangkitkan gaya tekan. Gaya tekan yang dihasilkan dari pompa tersebut akan mengatasi hambatan yang dialami oleh fluida pada saat pemindahan berlangsung, sehingga fluida dapat mengalir karena adanya perbedaan tekanan tersebut.

  1.2 Klasifikasi Pompa

  Berdasarkan cara pe mbangkitan tekanannya, pompa dapat dibedakan menjadi dua bagian besar, yaitu :

a. Pompa Dinamis (Dynamic Pump )

  Tekanan yang dihasilkan oleh pompa ini dibangkitkan dengan mengubah energi kinetik yang diterima, sehingga putaran ini akan menghasilkan tekanan yang lebih tinggi.

  Jenis pompa yang termasuk jenis ini yaitu :

  ♦

  Pompa sentrifugal (centrifugal pump s)

  ♦

  Pompa aliran aksial (axial pumps)

  ♦

  Pompa aliran campur (mixed pumps) b.

   Pompa Perpindahan Positif (Positive Displacememnt Pump )

  Getaran rotor atau piston akan mengakibatkan tekanan hampa (vaccum

  pressure ) pada bagian hisap (suction) dan tekanan positif (positive pressure ) pada bagian tekan (discharge) dengan bagian fluida dapat

  dialirkan. Jenis pompa yang termasuk jenis ini yaitu :

  ♦

  Pompa torak (reciprocating pumps)

  ♦

  Pompa rotary (rotary pumps)

  Pumps Dynamic Displacement Centrifugal Axial Flow

  Closed Impeler Single Stage Fixed Pitch Open impeler Variabel Pitch

  Multiple Stage Mixed Flow Radial Flow Self Priming

  Single Sunction Non Priming Open Impeler Single Stage Semi Open Impeler Double Suction Multi Stage Closed Impeler Peripheral Single Stage Self Priming Multiple Stage Non Priming

  Jet ( Inductor ) Special Effect Gas Lift Hidraulic Ram

  Gambar. 1.1 Klasifikasi Pompa Dinamis

  ( Sumber : Karassik, 1976, hal 13 )

  Pumps Displacement Dynamic Reciprocating Piston, Plunger

  Simplex Steam Double Acting Duplex Simplex

  Single Acting Duplex Power Double Acting

  Triplex Multiplex Diaphragma

   Simplex Fluid Operated Multiplex Mechanically Operated Rotary

   Vane Piston Single Rotor

Flexible Member

Screw Peristaltic Gear Lobe Circumferential Piston

  Multiple Rotor Screw Gambar. 1.2 Klasifikasi Pompa Displacement

  ( Sumber : Karassik, 1976, hal 13 ) Menurut konstruksinya pompa dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, diantaranya yaitu :

1. Klasifikasi menurut jenisnya

  a. Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal mempunyai konstruksi sedemikian rupa sehingga zat cair yang keluar dari impeler akan melalui bidang yang tegak lurus dari pompa. Impeler dipasang pada satu ujung poros dan pada ujung yang lain dipasang kopling untuk meneruskan daya dari penggerak. Poros ditumpu oleh dua bantalan, sebuah perapat poros ( paking ) dipasang pada bagian rumah yang diimbus poros. Selain paking dapat juga digunakan perapat mekanis. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 1.3.

Gambar 1.3 Pompa Sentrifugal

  ( Sumber : Sularso, 1997, hal 75 ) b. Pompa aliran campur Seperti diperlihatkan pada Gambar 1.4 secara diagramatik, aliran yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan kerucut didalam pompa aliran campur ini.

Gambar 1.4 Pompa Aliran Campur Mendatar

  ( Sumber : Sularso, 1997, hal 76 ) Pada salah satu ujung porosnya dipasang impeler, ditumpu oleh bantalan dalam. Pada ujung yang lain dipasang kopling dengan sebuah bantalan luar. Bantalan luar terdiri dari sebuah bantalan aksial dan sebuah bantalan radial, yang pada umumnya berupa bantalan gelinding.

  Untuk bantalan dalam dipakai jenis bantalan kerucut yang dilumasi gemuk.

  c. Pompa aliran aksial Pada pompa aliran aksial, aliran zat cair yang meninggalkan silinder akan bergerak sepanjang permukaan silinder keluar. Konstruksi pompa ini mirip dengan pompa aliran campur, kecuali bentuk impeler dan difuser keluarnya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1.5.

Gambar 1.5 Pompa Aliran Aksial Mendatar

  ( Sumber : Sularso, 1997, hal 76 ) 2.

   Klasifikasi pompa menurut jumlah tingkat

  a. Pompa satu tingkat (single stage pumps) Pompa jenis ini mempunyai satu impeler dan head total yang dihasilkan dari impeler relatif rendah.

  Gamb ar. 1.6 Pompa satu tingkat (single stage pumps)

  ( Sumber : Fritz Dietzel, 1993, hal 244 ) b. Pompa bertingkat banyak (multi stage pumps) Pompa ini menggunakan beberapa impeler dalam satu poros yang dipasang berderet. Zat cair yang dialirkan keluar dari impeler yang satu masuk ke impeler terakhir dan keluar melalui lubang buang.

  Gamb ar. 1.7 Pompa bertingkat banyak (multi stage pumps)

  ( Sumber : Fritz Dietzel, 1993, hal 246 ) 3.

   Klasifikasi menurut jenis impeler

  a. Impeler terbuka Impeler jenis ini tidak ada dindingnya didepan maupun dibelakang.

  Bagian belakangnya ada sedikit dinding yang disisakan untuk memperkuat sudu. Jenis sudu seperti ini digunakan untuk pemompaan zat cair yang sangat banyak mengandung kotoran.

  b. Impeler setengah terbuka Impeler jenis ini di sebelah sisi masuk (depan) dan tertutup sebelah belakangnya. Impeler jenis ini sangat cocok untuk pemompaan zat cair yang sedikit mengandung kotoran. c. Impeler tertutup Sudu-sudu ditutup oleh kedua dinding yang merupakan suatu kesatuan.

  Sudu jenis ini banyak digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih.

  4. Klasifikasi menurut sisi masuk impeler

  a. Pompa hisapan tunggal (single suction pumps) Pompa ini memiliki satu sisi masuk (suction) untuk mengalirkan zat cair. Konstruksi semacam ini bentuknya sederhana dan paling banyak digunakan.

  b. Pompa hisapan ganda (double suction pumps) Pompa ini memiliki dua sisi masuk untuk mengalirkan zat cair.

  Impeler pada pompa ini pada dasarnya sama dengan dua buah impeler pompa his apan tunggal yang dipasang bertolak belakang, serta dipasang sebagai pompa yang memiliki dua buah impeler secara sejajar (pararel)

  5. Klasifikasi menurut bentuk rumah

  a. Pompa Volut Bentuk rumah dari jenis ini diantara zat cair dari impeler secara langsung diba wa ke rumah volut, seperti diperlihatkan dalam

Gambar 1.3 disebut pompa volut. b. Pompa diffuser Seperti diperlihatkan pada Gambar 1.8 pompa ini merupakan pompa sentrifugal yang dilengkapi dengan sudu diffuser disekeliling impeler. Sudu diffuser berfungsi untuk memperbaiki efisiensi pompa dan memperkokoh rumah.

Gambar 1.8 Pompa Difuser

  ( Sumber : Sularso, 1997, hal 78 )

  c. Pompa aliran campur Pompa ini mempunyai impeler jenis aliran campur dan sebuah rumah volut. Untuk mengalirkan zat cair digunakan saluran yang lebar sehingga pompa tidak mudah tersumbat apabila ada benda asing yang ikut masuk ke dalam pompa.

6. Klasifikasi menurut tinggi tekan (head)

  a. Pompa dengan Head rendah Jika head maksimalnya 15 m, biasanya pompa jenis volut dan tidak menggunakan rin g diffuser. b. Pompa dengan Head menengah Head yang ada biasanya mencapai 40 m, biasanya digunakan ring diffuser c. Pompa dengan Head tinggi

  Head pompa dapat mencapai 40 m lebih, biasanya digunakan multi stage

  1.3 Tujuan Perancangan

  Dari data perancangan yang ada dilapangan diharapkan pada perancangan pompa ini dapat diperoleh hasil yang lebih baik dari pompa yang telah ada dimasa mendatang.

  1.4 Batasan Masalah

  Mengingat banyaknya persoalan dan permasalahan dalam sebuah perancangan pompa, maka dalam pembahasan ini lebih ditekankan pada masalah segi kekuatan bahan, ukuran masing-masing elemen serta jenis standar yang dipergunakan.

  Sedangkan segi-segi lain yang tidak kalah penting seperti pengaruh getaran mesin, umur ekonomis pompa, harga bahan yang digunakan, proses perakitan dan instalasi pompa, serta masih banyak hal lainnya yang tidak akan dibahas dalam perancangan ini.

BAB II PERANCANGAN POMPA

  2.1 Perancangan Pompa

  Dari head dan kapasitas yang diperoleh dari survey di lapangan Penulis dapat menentukan jenis pompa yang akan dirancang. Adapun data-data yang diperoleh dari usaha cuci mobil di daerah Subah Pekalongan adalah sebagai berikut :

  Tipe Mesin = 12WZ – 125A (Yamakoyo Co. Ltd.) Kapasitas Pompa (Q) = 175 L/menit

  = 0,003 m

  3

  /s = 10,5 m

  3

  /jam = 47,727 gpm (AS)

  Head Pompa (H) = 10 m = 32,81 ft

  Putaran Pompa (n) = 1450 rpm Pompa direncanakan akan digunakan untuk pompa cuci mobil.

  2.2 Penentuan Jenis Pompa

  Untuk mengetahui jenis pompa yang akan digunakan, dimana dalam perancangan ini adalah pemompaan air bersih, maka dapat digunakan gambar grafik penentuan pompa dibawah ini dengan data-data diatas.

Gambar 2.1 Penentuan Jenis Pompa

  (Sumber : Austin H Church, 1990, hal 56) Sesuai dengan gambar diatas, maka pompa yang akan digunakan dalam perancangan ini adalah pompa jenis radial (pompa sentrifugal).

2.3 Penentuan Jumlah Tingkat Pompa

  Dalam menentukan jumlah tingkat yang akan digunakan dalam perancangan suatu pompa radial dapat ditunjukkan dari harga kecepatan spesifik (n ). Apabila harga n kurang dari 10 maka pompa harus dibuat bertingkat banyak

  s s

  (lebih dari satu), karena apabila tidak demikian akan menyebabkan efisiensi pompa akan berkurang (Sumber : Frietz Dietzel, 1993, hal 262).

2.3.1 Kecepatan Spesifik

  Kecepatan spesifik adalah kecepatan dalam putaran permenit, maka impeler akan beroperasi secara proporsional apabila ukurannya diperkecil agar dapat memberikan kapasitas teruji (rating) sebesar 1 gpm pada tinggi tekan sebesar 1 ft (Sumber : Austin H Church, 1990, hal 48) Kecepatan spesifik dapat diperoleh dari persamaan 2.1 (Austin, 1990, hal 49) :

  n s

  H = head pompa (m)

  e = 51 %.

  = 14,12 rpm Perhitungan diatas telah memenuhi syarat yaitu kecepatan spesifiknya lebih dari 10, dari gambar 2.2 dapat diperoleh harga efisiensi pompa ?

  10 0,003 1450

  = _{4 3}

  n s

  Maka kecepatan spesifiknya :

  /s)

  = _{4 3} H